湖泊生态环境需水量时间变化规律研究.pdf

第三届环境模拟与污染控箭学术研讨会论文 湖泊生态环境需水量时间变化规律研究 刘静玲杨志峰 北京师范大学环境科学研究所 环境模拟与污染控制国家重点实验室 E‘jJna儿：。i!!!g!i!gQb!!!：￡d』!：￡＆ 课题背景 湖泊以其巨大的蓄水能力，为人们提供了水利防洪、供水、水产养殖以及气候调解等多 种生态服务功能，随着人口的快速增长和经济的迅速发展。人为活动对湖泊生态环境影响和 破坏日益严重llj，引起湖泊的萎缩、水质恶化和生态退化，人们开始关注由此产生的对生态 系统和人类自身的影响。北方地区特别是海河流域湖泊退化的综合治理和生态恢复已经提到 日程，为配合南水北调工程的实施，北京师范大学环科所受水利部的委托开展了《北方地区 最小生态环境需水萤研究》和《海河流域河流生态基流量计算研究》，研究成果直接为相关管 理部门的决策提供技术支持。 研究方法 引起湖泊萎缩和退化的主要原因有：对水资源的过度开发；过多的营养及有机质输入导 致富营养化：过度养殖：人类对水体的水文及相关生物和理化条件的干扰；大气及排入水中 的酸性物质导致水体酸化和有毒物质污染水体等口JI”。 以往的研究方法多以单一湖泊为研究对象，针对某一具体的影响因子对湖泊进行人工的 恢复和调控，在一定的时间和范围内取得一定的效果。例如，湖泊富营养化的治理国内外采 用生物方法(生物控制和生物修复)【4Jl”、化学方法(投加铁盐、铝盐或钙盐等)和物理方 法(稀释、疏挖、湖底处理、底层曝气和全层曝气)…7】f8】…10H¨】，控制湖泊营养盐的含量。 对于流域水平上的湖泊生态环境恢复的综合治理研究并不多见【Iq”J。 我们的研究是以实现流域水资源优化管理与配置为目的，退化湖泊的生态环境恢复为目 标，对湖泊生态环境需水量年际和年内时间变化规律进行研究，采用的研究方法包括： (1)水文学方法主要依据湖泊水文学和流域水文学的研究方法，通过实测水文资料， 把河流水文过程与生态环境过程以及人类活动和影响结合起来，为课题提供科学依据和技术 支持。 (2)生态系统生态学方法 依据生态系统生态学的方法，通过湖泊生态系统自调控闽 值的研究，以生态系统健康与功能为基础，分析生态系统退化的原因，为实现湖泊生态系统 健康与功能恢复提供技术保证。 (3)恢复生态学方法 利用恢复生态学理论与方法，对生态环境现状进行评价和分析， 掌握湖泊生态系统的受损程度，筛选和确定生态环境恢复的模式和方法，以促进流域湖泊生 态环境功能的恢复。 (4)流域生态系统管理方法 湖泊的恢复与流域河流管理和水资源管理是密切相关 的．在水资源短缺地区跨流域的水资源调度加大了管理的难度，对高质量的湖泊管理需求十 分迫切，生态系统管理方法是实现上述目标的基本保证。 一28l一 第三届习：境模拟与污染控制学术研讨会沦文 结果与讨论 1．湖泊生态环境需水量时空特征 (1)空间特性 根据湖泊位置和与河流的相互关系空间分布可以分为：纵向空间性与横向空间性，纵向 根据上游、中游和下游，横向根据河流干流和支流来确定湖泊的相对位置和重要性。 (2)时间特性 可以分为长时间尺度、中时间尺度和短时间尺度。长时间尺度是指以千年以上为计算单 位：中时间尺度是指以几十年到几百年为计算单位；微时间尺度是以年、月、曰为计算单位。 2．湖泊生态环境需水量时间变化 (1)年际变化 以海河流域典型湖泊为例，在高中低恢复方案下的年最小需水量：白洋淀分别是10．09亿 m3。 (2)年内变化 湖泊年内各季节的需水量是不同的，其中夏季需水量最丈，冬季需水量最小(见图I)。 。 ^ 篓¨ _：I 碧 1 量。5 j{}}雨徘也盥一缝湖海童 靶 0 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 】2 日。 洱河湖泊生态环境需水量年内变化圈 3．结论 (1)湖泊生态环